水污染控制工程實驗課程現狀及改革
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[摘要]《水污染控制工程》是環境科學與工程專業的重要基礎課程，實驗課程是該課題體系的重要組成部分，是實踐型環境工程人才培養的關鍵環節，但在以往的教學中，存在實驗課程教學效果不理想、教學理念陳舊等諸多問題，文章基于OBE理念對傳統教學模式進行改革探究，將以“教師講課為主”的常規教學范式轉換為“以學生為中心”的探索創新模式，在教育教學的過程中更加注重學習產出及對學生創新實踐能力的提升，培養學生“解決復雜環境工程問題能力”。
[關鍵詞]OBE；解決復雜環境工程問題能力；水污染控制工程；實驗課程；改革
水污染控制工程實驗課程圍繞水的性質、污水水質特征與水質指標、水體污染及危害、改善水質的工程學原理、設計計算方法、各種水處理的理論、方法、技術以及各種污水處理系統而展開的，該課程支撐環境工程專業本科生畢業要求能力的達成，其核心包括：能夠通過自主查閱資料學習，獨立完成實驗方案的設計，熟悉各種實驗裝置的用途與使用方法，能夠在保證安全的情況下順利完成環境工程課程的相關實驗。OBE(Outcomes-basedEducation)，即基于學習產出的教育模式，是一種重視對學生能力的培養、圍繞學生教育的改革模式[1]，該教學理念堅持“以學生為中心”和“成果導向”，通過創新教學過程，提高人才培養的質量。本文從實踐教學中存在的問題、改革與創新等方面來探討水污染控制工程實驗課程的改革與實踐。
1實驗教學現存問題
1.1實驗內容不連貫，更新較慢
實驗內容方面主要存在實驗內容連續性與革新之間的矛盾。目前的實驗項目多年來沿襲傳統內容，導致實驗教學內容更新速度慢，無法緊跟環境工程學科發展的前沿技術進行教學。實驗課程中各實驗之間的聯系不夠緊密，缺乏整體性與系統性，實驗課程安排時間的間隔較長，學生對污水處理工程的了解僅僅局限于單個部分，難以將所學各個工業單元的操作與知識進行串聯整合，對整體內容的掌握較困難，這與培養應用型人才的目標有一定的差距。另外，課程開設教材以外的實驗太少，實驗大都是驗證性實驗，創新型、設計型實驗占比較低[2]。傳統的驗證性實驗教學方式較為單一，操作步驟機械化，容易使學生失去積極性和創造性。
1.2教學手段與方法弊端
傳統的教學方法是老師作為知識的輸出者，學生被動地接受知識，很多學生對實驗原理與實驗操作過程不夠了解，只是單一的盲目模仿操作，學不到實質性的內容，能力培養更無從談起，這樣不僅扼殺了學生在學習中應有的樂趣，并且大大限制了學生的創新思維。在以往的實驗安排中，實驗小組通常為6~8人組，但這樣的分組安排難免導致部分同學參與度不夠，要提高其實驗教學效果，就要減少分組人數，合理規劃實驗小組成員組成，充分鍛煉每個實驗人員的動手能力，讓每個人都有發揮聰明才智的機會，同時，在實驗課程期間，組內成員依次輪流擔任負責人，以充分培養大家的組織領導能力。
1.3能力考核方式有待改進
實驗考核成績應該是對學生思考、操作與數據分析問題等能力的綜合評定，通過評價學生在實驗過程中的參與度與貢獻度，教師給出相應合理的成績，而目前對實驗課成績的評定，主要是依據學生考勤、實驗報告、實驗結果與數據處理等內容進行[3]，但這種方法存在弊端，無法避免部分學生通過抄襲實驗報告而取得高分的現象，在一定程度上就有損成績評定的公平公正，教師也無法獲取準確的信息反饋，不能充分了解學生對實驗課程的學習情況，所以主要以實驗報告成績作為學生的課程考核成績是不合理的。
2實驗教學的改革與創新
2.1實驗內容與分組安排改革
綜合性、設計性實驗可以培養學生的多方面實驗技能與獨立的設計能力，彌補驗證性實驗的不足[4]。此類實驗還可以充分將課本知識滲透延伸到實驗課程的實踐中，學生通過主動學習，自主對實驗加以設計，實驗成果對學生而言將會有莫大的成就感，可以激發學生探索學習的興趣。在實驗內容的安排方面，將設計性、綜合性實驗所占比例增大，使學生的思維得以拓展，以此響應國家培養“解決復雜環境工程問題”的能力型人才的號召。在團隊配合方面，減少小組成員人數，安排3~4人為一組，使得每位同學都能充分參與到實驗中去，避免偷懶、混時間的現象出現，提高教學質量與教學效果。以此為出發點，我校實驗項目課程安排如表1所示。
2.2教學模式改革
基于OBE理念的教學改革后整個實驗過程安排如下：實驗前下發實驗安排以及講義，學生對照講義提前預習，了解實驗課程的基本目的與原理。綜合性、設計性實驗，如污水好氧生物處理綜合設計性實驗，學生通過組內分工合作，參與線上或線下討論，針對水樣的水質特點和出水水質目標，查閱相關書籍資料與參考文獻，設計最優的好氧生物處理方案，明確最佳污泥濃度；進而設計曝氣時間、溶解氧濃度以及二沉池的停留時間等參數，最后對污水處理的實際效果進行評估[5]。要求每組成員分工明確，參數選擇有理有據。實驗由學生獨立設計完成，在確定實驗設計方案后，與老師交流討論該方案的可行性，經老師批閱修正后方可進行實驗，過程中進行數據的規范化記錄與整理，最后進行實驗數據分析，完成實驗報告。
2.3能力考核改革
在OBE理念的基礎上，提升對學生解決復雜工程問題的考核手段，轉變傳統成績評定的單一模式，進行改革創新，主要有以下幾個方面：首先是重視預習階段，課前隨機提問是很好的檢測手段；其次是動手操作能力，教師在實驗過程中對每名學生的實驗操作能力與參與度進行打分；再者，對于實驗報告的評分，要將關注點放在學生的邏輯思維能力和數據處理能力方面，在原來學生書寫的實驗報告中，數據分析、實驗心得兩部分內容普遍較少，針對這個問題，教師可以布置與實驗內容相關的主題小論文，既可以避免互相抄襲的現象，又能提高學生的寫作能力。
3結語
OBE教學理念更加關注高階能力，例如創造性的思維能力、分析和綜合信息的能力等，為培養“解決復雜環境工程問題能力”的專業型人才，我校以OBE理念為基礎，以學生為中心，對《水污染控制工程》實驗課程的教學經過多次的改革實踐，到目前為止該課程的教學改革取得了較好的成效。在日后的教學中，為了使我校的教學質量不斷提高，我們將繼續研究新的教學方法，為國家培養高水平專業型人才貢獻力量。
參考文獻
[1]陳雪松，郝飛麟，梅瑜．基于OBE理念為導向的《水污染控制工程》實驗考核指標體系的構建和探討[J]．廣東化工，2017，44(11)：292-294．
[2]李正一，宋洪慶．流體力學實驗課程教學探索與啟示[J]．教育教學論壇，2020(31)：251-252．
[3]胡雙意，張瑋，田野．基于應用型人才培養的水污染控制工程實驗教學改革與實踐[J]．湖北經濟學院學報(人文社會科學版)，2019，16(04)：148-150．
[4]譚雪梅，龍良俊，王小平，等．水污染控制工程實驗教學改革與實踐探討[J]．廣州化工，2018，46(01)：170-171+202．
[5]王娟，李金成，王亞楠．環境類專業實驗教學探索[J]．中國冶金教育，2020(04)：63-65．
作者：王純 袁子茜 孫迎雪 丁寧 張艷萍 單位：北京工商大學